Возрастают динамические

В связи с возрастающими требованиями к качественным показателям продукции мпщиностроения актуален вопрос рационального подбора материала изделий, разработки экономичной технологии их изготовления и оптимальных режимов термической обработки. Для производства деталей, подвергающихся в процессе эксплуатации одновременному воздействию интенсивного износа и значительных динамических нагрузок, эффективно применение графитиинроваиных сталей.

В связи с актуальностью проблемы и возрастающими требованиями к подготовке специалистов возникла необходимость разработки новых учебных и учебно-методических изданий по рассматриваемой тематике. Данная книга является второй частью учебного пособия «Коррозия и защита конструкционных материалов» и содержит общие представления о способах защиты конструкционных материалов от коррозии. Более глубокое внимание уделено разделам, слабо освещенным в учебной литературе или содержащимся в редких изданиях. Таковыми являются, в частности, разделы, посвященные методам расчета анодной" защиты химического и нефтехимического оборудования от коррозии, оценке защитных свойств неметаллических покрытий, описанию техники и технологии антикоррозийных работ на предприятиях. При подготовке учебного пособия использовались также данные, почерпнутые из опыта работы промышленных предприятий,

В решении этих задач важнейшая роль в настоящем и будущем принадлежит различным методам модификации поверхностных слоев. Последнее десятилетие характеризуется значительным прогрессом в разработке и развитии новых методов модификации поверхностей трения и нанесения износостойких покрытий. Предпринимаются значительные усилия для создания новых высокопрочных и пластичных покрытий, новых методов направленного изменения структуры поверхностных слоев материалов, лучшего понимания механизмов адгезии покрытий и роли остаточных напряжений в механизме изнашивания [3, 16—18]. Развитие методов модификации поверхностей стимулируется постоянно возрастающими требованиями к износостойкости, несущей способности, энергозатратам при трении в таких трибосистемах, как подшипники, уплотнения, режущий инструмент-обрабатываемая деталь. Необходимость экономии дефицитных и дорогостоящих материалов также делает актуальным развитие методов модификации поверхностей. В ряде случаев разрабатываемые уникальные материалы, обладающие высокими механическими и триботехническими свойствами, могут быть получены лишь в виде тонких покрытий или синтезированы лишь в приповерхностной области, так как они содержат термодинамически метастабильные фазы. Многие материалы покрытий обладают весьма привлекательными свойствами, но возможность их применения обусловлена решением проблемы адгезии покрытия и подложки [19].

В связи с все возрастающими требованиями повышения скоростей и нагрузок в современных машинах часто ставятся задачи конструирования механизмов с одними низшими парами. Но это целесообразно не во всех случаях.

Из приведенных графиков видно, что существует два основных пути повышения ресурса трущихся деталей: первый за счет увеличения площади подынтегральной кривой в направлении оси х, второй — в направлении оси р. Увеличение ресурса за счет повышения износостойкости — это качественный и наиболее выгодный путь; второй — связан с увеличением предельных допусков износа, которые в связи со все возрастающими требованиями повышения скорости движения машин, а также точности действия механизмов не представляется возможным увеличивать. В этом случае повышение ресурса связано с заменой деталей, достигших предельного состояния. Этот количественный путь менее экономически выгоден.

Хотя композиты используются в инженерной практике уже много лет, наука о них в том виде, в каком она сейчас существует, появилась лишь после того, как композиционные материалы стали работать в особо суровых условиях (например, в космосе). Усилиями ученых и инженеров в рамках осуществления правительственных исследовательских программ за короткое время созданы совершенно новые материалы, технология производства и аналитические методы расчета для обеспечения рынка, хотя и ограниченного, но зато с постоянно возрастающими требованиями.

Хотя композиты используются в инженерной практике уже много лет, наука о них в том виде, в каком она сейчас существует, появилась лишь после того, как композиционные материалы стали работать в особо суровых условиях (например, в космосе). Усилиями ученых и инженеров в рамках осуществления правительственных исследовательских программ за короткое время созданы совершенно новые материалы, технология производства и аналитические методы расчета для обеспечения рынка, хотя и ограниченного, но зато с постоянно возрастающими требованиями.

Хотя композиты используются в инженерной практике уже много лет, наука о них в том виде, в каком она сейчас существует, появилась лишь после того, как композиционные материалы стали работать в особо суровых условиях (например, в космосе). Усилиями ученых и инженеров в рамках осуществления правительственных исследовательских программ за короткое время созданы совершенно новые материалы, технология производства и аналитические методы расчета для обеспечения рынка, хотя и ограниченного, но зато с постоянно возрастающими требованиями.

Хотя композиты используются в инженерной практике уже много лет, наука о них в том виде, в каком она сейчас существует, появилась лишь после того, как композиционные материалы стали работать в особо суровых условиях (например, в космосе). Усилиями ученых и инженеров в рамках осуществления правительственных исследовательских программ за короткое время созданы совершенно новые материалы, технология производства и аналитические методы расчета для обеспечения .рынка, хотя и ограниченного, но зато с постоянно возрастающими требованиями.

Хотя композиты используются в инженерной практике уже много лет, наука о них в том виде, в каком она сейчас существует, появилась лишь после того, как композиционные материалы стали работать в особо суровых условиях (например, в космосе). Усилиями ученых и инженеров в рамках осуществления правительственных исследовательских программ за короткое время созданы совершенно новые материалы, технология производства и аналитические методы расчета для обеспечения рынка, хотя и ограниченного, но зато с постоянно возрастающими требованиями.

Хотя композиционные материалы используются в инженерной практике уже много лет, наука о них в том виде, в каком она сейчас существует, появилась лишь после того, как композиционные материалы стали работать в особо суровых условиях (например, в космосе). Усилиями ученых и инженеров в рамках осуществления правительственных исследовательских программ за короткое время созданы совершенно новые материалы, технология производства и аналитические методы расчета для обеспечения рынка, хотя и ограниченного, но зато с постоянно возрастающими требованиями.

Абразивный износ (рис. 8.12, б) является основной причиной выхода из строя передач при плохой смазке. К таким передачам относятся прежде всего открытые передачи, а также закрытые, но недостаточно защищенные от загрязнения абразивными частицами (пыль, продукты износа и т. п.). Такие передачи можно встретить в сельскохозяйственных и транспортных машинах, горнорудном оборудовании, грузоподъемных машинах и т. п. У изношенной передачи увеличиваются зазоры в зацеплении, появляется шум, возрастают динамические нагрузки. В то же время прочность изношенного зуба понижается вследствие уменьшения площади его поперечного сечения. Все это может привести к поломке зубьев, если зубчатые колеса своевременно не забраковать.

Учитывая, что при увеличении скорости возрастают динамические нагрузки и износ шарниров, скорость роликовых цепей ограничивают до 10 м/с, зубчатых — до 15 м/с. При точном монтаже и хороших условиях эксплуатации допускается повышение предельной скорости в полтора-два раза.

зивный износ. В зацеплении изношенных зубьев увеличиваются зазоры, возрастают динамические нагрузки и шум, снижается кинематическая точность. В то же время уменьшается и прочность зуба вследствие уменьшения его поперечного сечения, что может привести к поломке. Для предупреждения (или уменьшения) износа необходимо понижать шероховатость и повышать твердость поверхностей зубьев, защищать передачу от попадания абразивных частиц, уменьшать относительную скорость скольжения коррекцией зацепления, применять специальные масла с повышенной вязкостью.

Удары, неравномерность вращения ведомой звездочки и колебания ветвей возрастают с увеличением шага цепи и скорости вращения вед>щей звездочки, а также с уменьшением числа зубьев этой же звездочки (сравните схемы, изображенные на рис. 233, а — г). С увеличением шага увеличивается нагрузочная способность цепных передач, однако резко возрастают динамические нагрузки и уменьшается долговечность цепей. Увеличение шага особенно отрицательно сказывается в быстроходных приводах. Поэтому, на основе теоретических рекомендаций и опытных данных разработаны таблицы, устанавливающие наибольшие рекомендуемые пнр и предельные я„р частоты вращения звездочек для различных значений шага роликовых и зубчатых цепей. Например, для зубчатых цепей п„р = = 2300 об/мин и л„р = 4000 об/мин при шаге t = 12,7 мм; ппр = = 1650 об/мин и ппр = 2000 об/мин при t = 25,4 мм. Для ограничения износа шарниров следует применять цепи, имеющие шаг не больше допускаемых чисел, оборотов.

Шаг цепи (см. рис. 3.129). Шаг цепи р является исходной характеристикой, через которую выражают все геометрические параметры передачи. С увеличением шага повышается нагрузочная способность цепи, но при этом возрастают динамические нагрузки (удары звеньев пели о зубья при набегании на звездочку) и шум при работе (см. ниже). При больших скоростях рекомендуются цепи с малым шагом.

Износ зубьев колес, происходящий вследствие попадания в зацепление пыли, грязи, мелкой металлической стружки, называется абразивным. При этом первоначальный эвольвентный профиль зубьев искажается, уменьшается их поперечное сечение (рис. 32.14, б), увеличиваются зазоры в зацеплении, возрастают динамические нагрузки и шум. Если изношенные зубчатые колеса не будут заменены новыми, может произойти поломка зубьев.

Износостойкость. Износом называется процесс постепенного изменения формы и размеров соприкасающихся деталей, происходящий при трении. В результате износа увеличиваются зазоры между деталями, нарушается точность работы механизма, ухудшаются условия смазки, возрастают динамические нагрузки, могут появиться вибрации и в результате соударения деталей рабочие поверхности их приобретают наклеп и повышенную хрупкость. В связи с этим срок службы (долговечность) многих деталей ограничивается износом их рабочих поверхностей.

Шаг цепи (см. рис. 13.2). Шаг цепи р является исходной характеристикой, через которую выражают все геометрические параметры передачи. С увеличением шага повышается нагрузочная способность цепи, но при этом возрастают динамические нагрузки (удары звеньев цепи о зубья при набегании на звездочку) и шум при работе (см. ниже). При больших скоростях рекомендуются цепи с малым шагом.

ющий эффект смазочного материала, ;который запрессовывается в трещины зубьев при зацеплении. Развитее трещин приводит к выкрашиванию частиц поверхности, образованию вначале мелких ямок (рис. 8.27, б), переходящих далее в раковины. При выкрашивании нарушаются условия образования сплошной масляной пленки (масло выжимается в ямки), что приводит к быстрому изнашиванию и задиру зубьев. Возрастают динамические нагрузки, шум, температура.

предельные режимы, при которых существенно возрастают динамические нагрузки [51>. Если для простых систем формулирование экстремальных условий* как правило, :не вызывает трудностей:: (это наибольшие нагрузки, скорости, температуры), то для слож-; ных систем необходимо провести исследования по выявлению, такого сочетания параметров, которое приведет к Yxmax- Действительно, например, повышение скорости механизма для одних элементов может привести к повышению их работоспособности (переход к жидкостному трению в подшипнике скольжения,, лучшая циркуляция охлаждающей жидкости, выход механизма , из резонансной, зоны и т. п.), а для других —; к ухудшению уело-;,, вий их работы (рост динамических нагрузок, повышение тепловыделения и т, п.). Поэтому суммарное воздействие на механизм, будет наибольшим лишь при определенных режимах его работы. Если требуется выявить наихудшее начальное состояние изделия, то также необходимо решить задачу о наиболее неблагоприятном.... распределении допусков (ТУ) на элементы и оценить вероятность, этой ситуации (например, нахождение для всех деталей размеров на границах полей допусков маловероятно). ;

В области изучения износа транспортных машин имеются исследования по износу автомобилей И; 98], самолетов [38, 97], железнодорожного транспорта, судовых установок [101J и др. Характерным для всех транспортных машин является взаимосвязь износа с динамическими параметрами машины. Нередко поломки элементов машины связаны с износом ее механизмов, так как в результате износа возрастают динамические нагрузки. Стремление к высоким скоростям и нагрузкам современных транспортных машин приводит' к жестким требованиям в отношении износа основных элементов, влияющих на эти показатели и определяющих безопасность движения. Существенно также влияние окружающей среды — запыленности и влаги воздуха, наличия агрессивных сред, возможности столкновения с препятствиями, качества дорог и покрытий аэродромов. Кроме того, из-за сильной изменчивости режимов работы, для транспортных машин характерен широкий диапазон силовых и температурных нагрузок.